一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置及其废水处理方法

摘要

一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置及其废水处理方法，它涉及废水处理领域，具体涉及一种提高总氮去除率的装置及其废水处理方法。本发明是要解决现有煤气化废水处理技术不能同时总氮的高效去除和低成本的问题。本发明一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置包括吸附区、降解吸附区、一级三相分离区、短程硝化反硝化区、二级三相分离区和泵；所述的吸附区内设有颗粒活性碳；所述降解吸附区内设有粉末活性碳、活性污泥、曝气装置和搅拌器；所述短程硝化反硝化区内设有曝气装置和搅拌器。方法：一、吸附处理；二、降解吸附处理；三、短程硝化反硝化；即得到处理后的水。本发明可用于煤气化废水的处理。

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种提高总氮去除率的装置及其废水处理方法。

背景技术

国内外煤气化废水治理一直是研究的难点，这主要是由于煤气化废水中含有高浓度单 元酚、多元酚、杂环芳烃、长链烷烃以及氨氮。目前国内外主要采用物化工艺、生化工艺 或二者相结合进行煤气化废水的处理。这些方法包括膜生物处理工艺、流化床处理工艺、 厌氧生物处理工艺、高级氧化技术、芬顿氧化、混凝及吸附处理工艺等，其中最经济实用 的工艺为缺氧、好氧生物处理组合工艺。

为了实现煤气化废水中高浓度的难以生物降解的有毒有机物、氨氮等污染物，两级两 相厌氧工艺被选择作为生物降解的第一步。然而，出水中依然含有高浓度氨氮、色度和难 降解芳香烃类、杂环化合物，若直接用曝气池、生物滤池，则会因为进水污染物负荷过高 致使出水不达标，造成处理事故。并且，在已经运用的高负荷好氧生物处理工艺中，虽然 COD、酚类及的去除率一直比较理想，但是好氧生物工艺中总氮的去除率受到限制，总氮 的去除率只能达到50%~60%，究其原因，一方面在于厌氧出水中依然含有不可忽略的多环 和杂环类化合物，它们的毒性对硝化菌和反硝化菌产生抑制效应，另一方面废水可生化性 不高，致使反硝化菌可利用碳源成为限制因子，反硝化过程受到抑制。为了解决上述问题， 近年来出现了一些新的方法，如提高pH去除大部分氨氮在进行生物处理，但是在经济和 技术上均存在一定的弊端，反复调节pH值造成盐类浓度过高，会破坏后续生物工艺的稳 定性，且投加酸碱也导致了较高的运行成本。相比之下，短程硝化反硝化过程因节省碳源、 节省曝气成本在煤气化废水总氮去除方面具有明显优势和较好的前景，然而亚硝化菌对环 境因素敏感，对有毒污染物负荷承受能力较差，所以应经过适当的前处理将难以生物降解 的芳香烃类、杂环化合物去除。因此，采用吸附与生物技术是煤气化废水处术中脱氮技术 的关键。

发明内容

本发明是要解决现有煤气化废水处理技术不能同时总氮的高效去除和低成本的问题， 而提供一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置及其废水处理方法。

本发明一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置包括吸附区、降解吸 附区、一级三相分离区、短程硝化反硝化区、二级三相分离区和泵；所述的吸附区和降解 吸附区之间设置第一隔板，所述的降解吸附区和短程硝化反硝化区之间设置第二隔板；

所述的吸附区由第一隔板、池左壁、池前壁、池后壁、吸附区进水口、底部进水管、 配水槽装置、若干个内装颗粒活性碳的网兜、放空管、放空管阀门、颗粒阻截装置和第一 出水堰组成；所述的吸附区的池体由第一隔板、池左壁、池前壁和池后壁围成，所述的吸 附区进水口设置在池左壁的底部，所述的配水槽装置设置在吸附区的底部，且配水槽装置 的两侧固定连接在池前壁和池后壁上，所述的底部进水管通过吸附区进水口与配水槽装置 连通，所述的若干个内装颗粒活性碳的网兜设置在吸附区内，所述的放空管设置在池前壁 外侧的底部，放空管阀门设置在放空管上，所述的颗粒阻截装置设置在第一隔板上，所述 的第一出水堰与第一隔板的上端固定连接；

所述的降解吸附区由第一隔板、第二隔板、池前壁、池后壁、若干个搅拌器、曝气管、 若干个曝气头和降解吸附区出水口组成；所述的降解吸附区的池体由第一隔板、第二隔板、 池前壁和池后壁围成，所述的第二隔板由第二上部隔板、第一挡板和第二下部隔板组成， 所述的第一档板悬空设置在第二上部隔板和第二下部隔板之间，且第二上部隔板、第一档 板和第二下部隔板的两侧分别固定连接在池前壁和池后壁上，所述的若干个搅拌器均布设 置在降解吸附区的底部，所述的曝气管设置在降解吸附区的底部，所述的若干个曝气头均 布设置在曝气管上，所述的第一档板的下端与第二下部隔板的上端之间的开口作为降解吸 附区出水口；

所述的一级三相分离区由一级三相分离装置和第二出水堰组成；所述的一级三相分离 装置设置在降解吸附区出水口处，所述的一级三相分离装置由第一档板、第二挡板、第三 挡板、池前壁和池后壁围成，第一档板和第二挡板之间设有污泥回流缝，污泥回流缝同时 作为降解吸附区的出水口，第二挡板和第三挡板之间设有出水缝，第一档板和第三挡板之 间设有气缝，第一档板和第二挡板之间的夹角为α，其中α为30°~45°第一档板和第三挡 板之间的夹角为β，其中β为30°~45°，第二挡板的下端与第二下部隔板的上端固定连接， 第二挡板的上端与第二出水堰的堰板的下端固定连接，第二挡板的两侧固定连接在池前壁 和池后壁上，第三挡板的上端与第二上部隔板的下端固定连接，第三挡板的两侧固定连接 在池前壁和池后壁上，第三挡板的下端设置在第二挡板和第二出水堰的堰板之间，所述的 第二出水堰设置在一级三相分离装置的出水缝处，所述的第二出水堰由第二上部隔板、第 三挡板、第二出水堰的堰板、池前壁和池后壁围成，第二出水堰的堰板的两侧固定连接在 池前壁和池后壁上，且第二出水堰的堰板的顶端位置低于第二上部隔板的顶端位置；

所述的短程硝化反硝化区由第二出水堰的堰板、第二挡板、第二下部隔板、池前壁、 池后壁、池右壁、若干个短程硝化反硝化区搅拌器、短程硝化反硝化区曝气管、若干个短 程硝化反硝化区曝气头和短程硝化反硝化区的出水口组成；所述的短程硝化反硝化区的池 体由第二出水堰的堰板、第二挡板、第二下部隔板、池前壁、池后壁和池右壁围成，所述 的池右壁由上部池右壁、第四档板和下部池右壁组成，所述的第四档板悬空设置在上部池 右壁和下部池右壁之间，且上部池右壁、第四档板和下部池右壁的两侧分别固定连接在池 前壁和池后壁上；所述的若干个短程硝化反硝化区搅拌器均布设置在短程硝化反硝化区的 底部，所述的短程硝化反硝化区曝气管设置在短程硝化反硝化区的底部，所述的若干个短 程硝化反硝化区曝气头均布设置在短程硝化反硝化区曝气管上，所述的第四档板的下端与 下部池右壁的上端之间的开口作为短程硝化反硝化区的出水口；

所述的二级三相分离区由二级三相分离装置和第三出水堰组成；所述的二级三相分离 装置设置在短程硝化反硝化区出水口处，所述的二级三相分离装置由第四档板、第五挡板、 第六挡板、池前壁和池后壁围成，第四档板和第五挡板之间设有二级三相分离装置的污泥 回流缝，所述的二级三相分离装置的污泥回流缝同时作为短程硝化反硝化区出水口，第五 挡板和第六挡板之间设有二级三相分离装置的出水缝，第四档板和第六挡板之间设有二级 三相分离装置的气缝，第四档板和第五挡板之间的夹角为γ，其中γ为30°~45°，第四档板 和第六挡板之间的夹角为δ，其中δ为30°~45°，第五挡板的下端与下部池右壁的上端固定 连接，第五挡板的上端与第三出水堰的堰板的下端固定连接，第五挡板的两侧固定连接在 池前壁和池后壁上，第六挡板的上端与上部池右壁下端固定连接，第六挡板的两侧固定连 接在池前壁和池后壁上，第六挡板的下端设置在第五挡板和第三出水堰的堰板之间，所述 的第三出水堰设置在二级三相分离装置的出水缝处，所述的第三出水堰由上部池右壁、第 六挡板、第三出水堰的堰板、池前壁和池后壁围成，第三出水堰的堰板的两侧固定连接在 池前壁和池后壁上，且第三出水堰的堰板的顶端位置低于上部池右壁的顶端位置；

所述的泵的入水口设置在第一出水堰内，泵的出水口设置在短程硝化反硝化区内，第 一出水堰通过泵与短程硝化反硝化区连通。

本发明的工作原理：废水由提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的吸 附区的底部进水管进入，通过吸附区底部的配水槽装置进入吸附区内，吸附区中的颗粒活 性碳可将水中色度及难降解污染物吸附，提高出水的可生化性，经过吸附处理后的废水通 过颗粒阻截装置后进入第一出水堰，吸附区的出水一部分通过第一出水堰进入提高煤气化 废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的降解吸附区，另一部分通过泵进入提高煤气化 废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的短程硝化反硝化区；进入降解吸附区的废水通 过粉末活性炭吸附和活性污泥降解双重作用下将废水中的部分易降解脂肪酸和剩余难降解 物去除，经过降解吸附区处理后的废水通过降解吸附区出水口进入一级三相分离区的一级 三相分离装置，在一级三相分离装置中进行气、液和固分离，经过分离后的废水通过一级 三相分离装置的出水缝进入第二出水堰，通过第二出水堰进入提高煤气化废水总氮去除率 的吸附降解同步脱氮装置的短程硝化反硝化区，在短程硝化反硝化区中通过控制特定的运 行条件：较低污泥龄、低溶解氧、间歇曝气等参数设定及操作手段实现亚硝态氮积累，并 利用来自吸附区中的可降解有机物作为碳源完成反硝化，总体上实现总氮的高效去除，经 过处理后的水通过短程硝化反硝化区的出水口进入二级三相分离区的二级三相分离装置， 在二级三相分离装置中进行气、液和固分离，经过分离后的水通过二级三相分离装置的出 水缝进入第三出水堰，经第三出水堰流出。

利用上述的提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的废水处理方法，按 以下步骤进行：

一、吸附处理：将COD≤1600mg/L、BOD₅≤400mg/L、挥发酚≤600mg/L、总氮≤ 150mg/L且pH值为7.2~7.5的废水以0.5m/h~0.8m/h从吸附区的底部进水管进入，通过吸 附区底部的配水槽装置进入吸附区内，在吸附区内采用颗粒活性碳进行吸附处理，吸附处 理时间为6h~12h，经过吸附区处理后的废水通过颗粒阻截装置后进入第一出水堰，吸附区 的出水一部分通过第一出水堰进入降解吸附区，另一部分通过泵进入短程硝化反硝化区；

二、降解吸附处理：经过第一出水堰的废水进入降解吸附区内，在降解吸附区内采用 粉末活性炭吸附和活性污泥降解进行处理，即控制水力停留时间为12h~24h、MLSS为 4000mg/L~5000mg/L、DO为3.0mg/L~6.0mg/L和粉末活性碳投加量为1000mg/L~1500mg/L 进行降解吸附处理，经过降解吸附区处理后的废水通过降解吸附区出水口进入一级三相分 离区的一级三相分离装置，在一级三相分离装置中进行气、液和固分离，经过分离后的废 水通过一级三相分离装置的出水缝进入第二出水堰，通过第二出水堰进入短程硝化反硝化 区；

三、短程硝化反硝化：来自于泵的废水和来自于第二出水堰的废水进入短程硝化反硝 化区内，在短程硝化反硝化区中通过控制DO为0.5mg/L~1.5mg/L，SRT为8d~15d，曝气 时间与搅拌时间比为4h:2h，水力停留时间为12h~24h，经过处理后的水通过短程硝化反 硝化区出水口进入二级三相分离区的二级三相分离装置，在二级三相分离装置中进行气、 液和固分离，经过分离后的水通过二级三相分离装置的出水缝进入第三出水堰，经第三出 水堰流出。

本发明步骤二中所述的活性污泥16为接种污泥驯化而成，所用的接种污泥为哈尔滨 工业大学的降解含酚废水的专用菌种，所述的专用菌种采用发明创造名称：《用于处理 煤化工废水的微生物菌群的筛选方法》，申请（专利）号：CN200910073092.5，发明（设 计）人：方芳，韩洪军，王伟，公开（公告）号：CN101696445A中公开的方法进行筛 选得到的；污泥接种量可以投加好氧池体积的0.2%~1.0%的好氧剩余污泥（含水率80%）； 污泥的投加方式为：在好氧池中充满废水，废水水温为10℃~35℃，pH值为6.5~8.0，人 工直接将污泥投入池中。

本发明的优点：一、本发明的装置采用一体化构造，将吸附区、降解吸附区、一级三 相分离区、短程硝化反硝化区和二级三相分离区有机结合在一起，节省基建成本；二、本 发明的废水处理方法可实现有毒有害污染物和总氮的去除：吸附区中的颗粒活性碳可将水 中色度及难降解污染物吸附，提高出水的可生化性；降解吸附区可将部分易降解脂肪酸、 剩余难降解物通过粉末活性炭吸附和活性污泥降解双重作用下去除；短程硝化反硝化区通 过控制特定的运行条件：较低污泥龄、低溶解氧（DO为0.5mg/L~1.5mg/L）、间歇曝气等 参数设定及操作手段，实现亚硝态氮积累，并利用来自吸附区中的可降解有机物作为碳源 完成反硝化，总体上实现总氮的高效去除，总氮的去除率可达到80%以上，与现有技术总 氮的去除率为50%~60%相比，提高了20%~30%；三、本发明的废水处理方法利用降解吸 附区中活性炭可生物再生，节省运行费用；利用短程硝化反硝化菌氧气消耗量低、碳源投 加量省的优势，将氨氮和亚硝酸盐氮同时去除，大部分水流通过重力进入下一单元，动力 消耗低；四、本发明的废水处理方法解决了煤气化废水处理中的沉疴宿疾，利用活性吸附 和生物降解双重作用解决了出水色度高的问题。

附图说明

图1为具体实施方式一的一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的 顶端平面布置图；

图2为具体实施方式一的一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的 底平面布置图；

图3为图1的A-A剖面图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图3，本实施方式一种提高煤气化废水总氮去除率的吸附 降解同步脱氮装置包括吸附区3、降解吸附区11、一级三相分离区20、短程硝化反硝化区 14、二级三相分离区28和泵12；所述的吸附区3和降解吸附区11之间设置第一隔板1， 所述的降解吸附区11和短程硝化反硝化区14之间设置第二隔板2；

所述的吸附区由第一隔板1、池左壁13-1、池前壁13-2、池后壁13-3、吸附区进水口 3-1、底部进水管4、配水槽装置5、若干个内装颗粒活性碳的网兜6、放空管7、放空管阀 门8、颗粒阻截装置9和第一出水堰10组成；所述的吸附区3的池体由第一隔板1、池左 壁13-1、池前壁13-2和池后壁13-3围成，所述的吸附区进水口3-1设置在池左壁13-1的 底部，所述的配水槽装置5设置在吸附区3的底部，且配水槽装置5的两侧固定连接在池 前壁13-2和池后壁13-3上，所述的底部进水管4通过吸附区进水口3-1与配水槽装置5连 通，所述的若干个内装颗粒活性碳的网兜6设置在吸附区3内，所述的放空管7设置在池 前壁13-2外侧的底部，放空管阀门8设置在放空管7上，所述的颗粒阻截装置9设置在第 一隔板1上，所述的第一出水堰10与第一隔板1的上端固定连接；

所述的降解吸附区11由第一隔板1、第二隔板2、池前壁13-2、池后壁13-3、若干个 搅拌器17、曝气管18、若干个曝气头19和降解吸附区出水口11-1组成；所述的降解吸附 区11的池体由第一隔板1、第二隔板2、池前壁13-2和池后壁13-3围成，所述的第二隔板 2由第二上部隔板2-1、第一挡板21-1和第二下部隔板2-2组成，所述的第一档板21-1悬 空设置在第二上部隔板2-1和第二下部隔板2-2之间，且第二上部隔板2-1、第一档板21-1 和第二下部隔板2-2的两侧分别固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，所述的若干个搅 拌器17均布设置在降解吸附区11的底部，所述的曝气管18设置在降解吸附区11的底部， 所述的若干个曝气头19均布设置在曝气管18上，所述的第一档板21-1的下端与第二下部 隔板2-2的上端之间的开口作为降解吸附区出水口11-1；

所述的一级三相分离区20由一级三相分离装置21和第二出水堰24组成；所述的一级 三相分离装置设置在降解吸附区出水口11-1处，所述的一级三相分离装置由第一档板21-1、 第二挡板21-2、第三挡板21-3、池前壁13-2和池后壁13-3围成，第一档板21-1和第二挡 板21-2之间设有污泥回流缝，污泥回流缝同时作为降解吸附区出水口11-1，第二挡板21-2 和第三挡板21-3之间设有出水缝22，第一档板21-1和第三挡板21-3之间设有气缝23，第 一档板21-1和第二挡板21-2之间的夹角为α，其中α为30°~45°第一档板21-1和第三挡 板21-3之间的夹角为β，其中β为30°~45°第二挡板21-2的下端与第二下部隔板2-2的 上端固定连接，第二挡板21-2的上端与第二出水堰24的堰板24-1的下端固定连接，第二 挡板21-2的两侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，第三挡板21-3的上端与第二上 部隔板2-1的下端固定连接，第三挡板21-3的两侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3 上，第三挡板21-3的下端设置在第二挡板21-2和第二出水堰24的堰板24-1之间，所述的 第二出水堰24设置在一级三相分离装置21的出水缝22处，所述的第二出水堰24由第二 上部隔板2-1、第三挡板21-3、第二出水堰24的堰板24-1、池前壁13-2和池后壁13-3围 成，第二出水堰24的堰板24-1的两侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，且第二出 水堰24的堰板24-1的顶端位置低于第二上部隔板2-1的顶端位置；

所述的短程硝化反硝化区14由第二出水堰24的堰板24-1、第二挡板21-2、第二下部 隔板2-2、池前壁13-2、池后壁13-3、池右壁13-4、若干个短程硝化反硝化区搅拌器25、 短程硝化反硝化区曝气管26、若干个短程硝化反硝化区曝气头27和短程硝化反硝化区出 水口14-1组成；所述的短程硝化反硝化区的池体由第二出水堰24的堰板24-1、第二挡板 21-2、第二下部隔板2-2、池前壁13-2、池后壁13-3和池右壁13-4围成，所述的池右壁13-4 由上部池右壁13-4-1、第四档板29-1和下部池右壁13-4-2组成，所述的第四档板29-1悬 空设置在上部池右壁13-4-1和下部池右壁13-4-2之间，且上部池右壁13-4-1、第四档板29-1 和下部池右壁13-4-2的两侧分别固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上；所述的若干个 短程硝化反硝化区搅拌器25均布设置在短程硝化反硝化区14的底部，所述的短程硝化反 硝化区曝气管26设置在短程硝化反硝化区14的底部，所述的若干个短程硝化反硝化区曝 气头27均布设置在短程硝化反硝化区曝气管26上，所述的第四档板29-1的下端与下部池 右壁13-4-2的上端之间的开口作为短程硝化反硝化区出水口14-1；

所述的二级三相分离区28由二级三相分离装置29和第三出水堰32组成；所述的二级 三相分离装置29设置在短程硝化反硝化区出水口14-1处，所述的二级三相分离装置29由 第四档板29-1、第五挡板29-2、第六挡板29-3、池前壁13-2和池后壁13-3围成，第四档 板29-1和第五挡板29-2之间设有二级三相分离装置29的污泥回流缝，所述的二级三相分 离装置29的污泥回流缝同时作为短程硝化反硝化区出水口14-1，第五挡板29-2和第六挡 板29-3之间设有二级三相分离装置29的出水缝30，第四档板29-1和第六挡板29-3之间 设有二级三相分离装置29的气缝31，第四档板29-1和第五挡板29-2之间的夹角为γ，其 中γ为30°~45°，第四档板29-1和第六挡板29-3之间的夹角为δ，其中δ为30°~45°，第 五挡板29-2的下端与下部池右壁13-4-2的上端固定连接，第五挡板29-2的上端与第三出 水堰32的堰板32-1的下端固定连接，第五挡板29-2的两侧固定连接在池前壁13-2和池后 壁13-3上，第六挡板29-3的上端与上部池右壁13-4-1下端固定连接，第六挡板29-3的两 侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，第六挡板29-3的下端设置在第五挡板29-2和 第三出水堰32的堰板32-1之间，所述的第三出水堰32设置在二级三相分离装置29的出 水缝30处，所述的第三出水堰32由上部池右壁13-4-1、第六挡板29-3、第三出水堰32的 堰板32-1、池前壁13-2和池后壁13-3围成，第三出水堰32的堰板32-1的两侧固定连接在 池前壁13-2和池后壁13-3上，且第三出水堰32的堰板32-1的顶端位置低于上部池右壁 13-4-1的顶端位置；

所述的泵12的入水口设置在第一出水堰10内，泵12的出水口设置在短程硝化反硝化 区14内，第一出水堰10通过泵12与短程硝化反硝化区14连通。

本实施方式所述的提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置采用一体化构 造，将吸附区、降解吸附区、一级三相分离区、短程硝化反硝化区和二级三相分离区有机 结合在一起，节省基建成本。

本实施方式的工作原理：废水由提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置 的吸附区3的底部进水管4进入，通过吸附区3底部的配水槽装置5进入吸附区3内，吸 附区3中的颗粒活性碳可将水中色度及难降解污染物吸附，提高出水的可生化性，经过吸 附处理后的废水通过颗粒阻截装置9后进入第一出水堰10，吸附区3的出水一部分通过第 一出水堰10进入提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的降解吸附区11，另 一部分通过泵12进入提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的短程硝化反 硝化区14；进入降解吸附区11的废水通过粉末活性炭15吸附和活性污泥16降解双重作用 下将废水中的部分易降解脂肪酸和剩余难降解物去除，经过降解吸附区11处理后的废水通 过降解吸附区出水口11-1进入一级三相分离区20的一级三相分离装置21，在一级三相分 离装置21中进行气、液和固分离，经过分离后的废水通过一级三相分离装置21的出水缝 22进入第二出水堰24，通过第二出水堰24进入提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同 步脱氮装置的短程硝化反硝化区14，在短程硝化反硝化区14中通过控制特定的运行条件： 较低污泥龄、低溶解氧、间歇曝气等参数设定及操作手段实现亚硝态氮积累，并利用来自 吸附区3中的可降解有机物作为碳源完成反硝化，总体上实现总氮的高效去除，经过处理 后的水通过短程硝化反硝化区的出水口14-1进入二级三相分离区28的二级三相分离装置 29，在二级三相分离装置29中进行气、液和固分离，经过分离后的水通过二级三相分离装 置29的出水缝30进入第三出水堰32，经第三出水堰32流出。

具体实施方式二：结合图1~图3，本实施方式利用具体实施方式一的提高煤气化废水 总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置的废水处理方法，按以下步骤进行：

一、吸附处理：将COD≤1600mg/L、BOD₅≤400mg/L、挥发酚≤600mg/L、总氮≤ 150mg/L且pH值为7.2~7.5的废水以0.5m/h~0.8m/h从吸附区3的底部进水管4进入，通 过吸附区3底部的配水槽装置5进入吸附区3内，在吸附区3内采用颗粒活性碳进行吸附 处理，吸附处理时间为6h~12h，经过吸附区3处理后的废水通过颗粒阻截装置9后进入第 一出水堰10，吸附区3的出水一部分通过第一出水堰10进入降解吸附区11，另一部分通 过泵12进入短程硝化反硝化区14；

二、降解吸附处理：经过第一出水堰10的废水进入降解吸附区11内，在降解吸附区 11内采用粉末活性炭15吸附和活性污泥16降解进行处理，即控制水力停留时间为 12h~24h、MLSS为4000mg/L~5000mg/L、DO为3.0mg/L~6.0mg/L和粉末活性碳投加量为 1000mg/L~1500mg/L进行降解吸附处理，经过降解吸附区11处理后的废水通过降解吸附区 出水口11-1进入一级三相分离区20的一级三相分离装置21，在一级三相分离装置21中进 行气、液和固分离，经过分离后的废水通过一级三相分离装置的出水缝22进入第二出水堰 24，通过第二出水堰24进入短程硝化反硝化区14；

三、短程硝化反硝化：来自于泵12的废水和来自于第二出水堰24的废水进入短程硝 化反硝化区14内，在短程硝化反硝化区14中通过控制DO为0.5mg/L~1.5mg/L，SRT为 8d~15d，曝气时间与搅拌时间比为4h:2h，水力停留时间为12h~24h；经过处理后的水通过 短程硝化反硝化区出水口14-1进入二级三相分离区28的二级三相分离装置29，在二级三 相分离装置29中进行气、液和固分离，经过分离后的水通过二级三相分离装置29的出水 缝30进入第三出水堰32，经第三出水堰32流出。

本实施方式步骤二中所述的活性污泥16为接种污泥驯化而成，所用的接种污泥为哈尔 滨工业大学的降解含酚废水的专用菌种，所述的专用菌种采用发明创造名称：《用于处理 煤化工废水的微生物菌群的筛选方法》，申请（专利）号：CN200910073092.5，发明（设计） 人：方芳，韩洪军，王伟，公开（公告）号：CN101696445A中公开的方法进行筛选得到 的；污泥接种量可以投加好氧池体积的0.2%~1.0%的好氧剩余污泥（含水率80%）；污泥 的投加方式为：在好氧池中充满废水，废水水温为10℃~35℃，pH值为6.5~8.0，人工直接 将污泥投入池中。

本实施方式所述的废水处理方法可实现有毒有害污染物和总氮的去除：吸附区中的颗 粒活性碳可将水中色度及难降解污染物吸附，提高出水的可生化性；降解吸附区可将部分 易降解脂肪酸、剩余难降解物通过粉末活性炭吸附和高浓度污泥降解双重作用下去除；短 程硝化反硝化区通过控制特定的运行条件：较低污泥龄、低溶解氧（DO<1.5mg/L）、间歇 曝气等参数设定及操作手段，实现亚硝态氮积累，并利用来自吸附区中的可降解有机物作 为碳源完成反硝化，总体上实现总氮的高效去除，总氮的去除率可达到80%以上，与现有 技术总氮的去除率为50%~60%相比，提高了20%~30%。

本实施方式所述的废水处理方法利用降解吸附区中活性炭可生物再生，节省运行费用； 利用短程硝化反硝化菌氧气消耗量低、碳源投加量省的优势，将氨氮和亚硝酸盐氮同时去 除，大部分水流通过重力进入下一单元，动力消耗低。

本实施方式所述的废水处理方法解决了煤气化废水处理中的沉疴宿疾，利用活性吸附 和生物降解双重作用解决了出水色度高的问题。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中所述的吸附处理 时间为8h~11h。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是：步骤二中所述的控制 水力停留时间为16h~22h、MLSS为4200mg/L~4800mg/L、DO为3.5mg/L~5.5mg/L和粉末 活性碳投加量为1100mg/L~1400mg/L进行降解吸附处理。其它与具体实施方式二或三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是：步骤三中所述在 短程硝化反硝化区14中通过控制DO为0.6mg/L~1.4mg/L，SRT为9d~14d，水力停留时间 为14h~22h。其它与具体实施方式二至四之一相同。

采用下述试验验证本发明的效果：

试验一：结合图1~图3，利用本发明的提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱 氮装置的废水处理方法，按以下步骤进行：

一、吸附处理：将COD均值为1382.51mg/L、BOD₅均值为365.93mg/L、挥发酚均值 为536.70mg/L、总氮均值为179.74mg/L且pH值为7.2~7.5的废水以0.8m/h从吸附区3的 底部进水管4进入，通过吸附区3底部的配水槽装置5进入吸附区3内，在吸附区3内采 用颗粒活性碳进行吸附处理，吸附处理时间为12h，经过吸附区3处理后的废水通过颗粒 阻截装置9后进入第一出水堰10，吸附区3的出水一部分通过第一出水堰10进入降解吸 附区11，另一部分通过泵12进入短程硝化反硝化区14；

二、降解吸附处理：经过第一出水堰10的废水进入降解吸附区11内，在降解吸附区 11内采用粉末活性炭15吸附和活性污泥16降解进行处理，即控制水力停留时间为24h、 MLSS为4000mg/L~5000mg/L、DO为3.0mg/L~6.0mg/L和粉末活性碳投加量为 1000mg/L~1500mg/L进行降解吸附处理，经过降解吸附区11处理后的废水通过降解吸附区 出水口11-1进入一级三相分离区20的一级三相分离装置21，在一级三相分离装置21中进 行气、液和固分离，经过分离后的废水通过一级三相分离装置的出水缝22进入第二出水堰 24，通过第二出水堰24进入短程硝化反硝化区14；

三、短程硝化反硝化：来自于泵12的废水和来自于第二出水堰24的废水进入短程硝 化反硝化区14内，在短程硝化反硝化区14中通过控制DO为0.5mg/L~1.5mg/L，SRT为 8d~15d，曝气时间与搅拌时间比为4h:2h，经过处理后的水通过短程硝化反硝化区出水口 14-1进入二级三相分离区28的二级三相分离装置29，在二级三相分离装置29中进行气、 液和固分离，经过分离后的水通过二级三相分离装置29的出水缝30进入第三出水堰32， 经第三出水堰32流出。

本试验所述的提高煤气化废水总氮去除率的吸附降解同步脱氮装置包括吸附区3、降 解吸附区11、一级三相分离区20、短程硝化反硝化区14、二级三相分离区28和泵12；所 述的吸附区3和降解吸附区11之间设置第一隔板1，所述的降解吸附区11和短程硝化反硝 化区14之间设置第二隔板2；

所述的吸附区由第一隔板1、池左壁13-1、池前壁13-2、池后壁13-3、吸附区进水口 3-1、底部进水管4、配水槽装置5、若干个内装颗粒活性碳的网兜6、放空管7、放空管阀 门8、颗粒阻截装置9和第一出水堰10组成；所述的吸附区3的池体由第一隔板1、池左 壁13-1、池前壁13-2和池后壁13-3围成，所述的吸附区进水口3-1设置在池左壁13-1的 底部，所述的配水槽装置5设置在吸附区3的底部，且配水槽装置5的两侧固定连接在池 前壁13-2和池后壁13-3上，所述的底部进水管4通过吸附区进水口3-1与配水槽装置5连 通，所述的若干个内装颗粒活性碳的网兜6设置在吸附区3内，所述的放空管7设置在池 前壁13-2外侧的底部，放空管阀门8设置在放空管7上，所述的颗粒阻截装置9设置在第 一隔板1上，所述的第一出水堰10与第一隔板1的上端固定连接；

所述的降解吸附区11由第一隔板1、第二隔板2、池前壁13-2、池后壁13-3、若干个 搅拌器17、曝气管18、若干个曝气头19和降解吸附区出水口11-1组成；所述的降解吸附 区11的池体由第一隔板1、第二隔板2、池前壁13-2和池后壁13-3围成，所述的第二隔板 2由第二上部隔板2-1、第一挡板21-1和第二下部隔板2-2组成，所述的第一档板21-1悬 空设置在第二上部隔板2-1和第二下部隔板2-2之间，且第二上部隔板2-1、第一档板21-1 和第二下部隔板2-2的两侧分别固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，所述的若干个搅 拌器17均布设置在降解吸附区11的底部，所述的曝气管18设置在降解吸附区11的底部， 所述的若干个曝气头19均布设置在曝气管18上，所述的第一档板21-1的下端与第二下部 隔板2-2的上端之间的开口作为降解吸附区出水口11-1；

所述的一级三相分离区20由一级三相分离装置21和第二出水堰24组成；所述的一级 三相分离装置设置在降解吸附区出水口11-1处，所述的一级三相分离装置由第一档板21-1、 第二挡板21-2、第三挡板21-3、池前壁13-2和池后壁13-3围成，第一档板21-1和第二挡 板21-2之间设有污泥回流缝，污泥回流缝同时作为降解吸附区出水口11-1，第二挡板21-2 和第三挡板21-3之间设有出水缝22，第一档板21-1和第三挡板21-3之间设有气缝23，第 一档板21-1和第二挡板21-2之间的夹角为α，其中α为30°~45°第一档板21-1和第三挡 板21-3之间的夹角为β，其中β为30°~45°第二挡板21-2的下端与第二下部隔板2-2的 上端固定连接，第二挡板21-2的上端与第二出水堰24的堰板24-1的下端固定连接，第二 挡板21-2的两侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，第三挡板21-3的上端与第二上 部隔板2-1的下端固定连接，第三挡板21-3的两侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3 上，第三挡板21-3的下端设置在第二挡板21-2和第二出水堰24的堰板24-1之间，所述的 第二出水堰24设置在一级三相分离装置21的出水缝22处，所述的第二出水堰24由第二 上部隔板2-1、第三挡板21-3、第二出水堰24的堰板24-1、池前壁13-2和池后壁13-3围 成，第二出水堰24的堰板24-1的两侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，且第二出 水堰24的堰板24-1的顶端位置低于第二上部隔板2-1的顶端位置；

所述的短程硝化反硝化区14由第二出水堰24的堰板24-1、第二挡板21-2、第二下部 隔板2-2、池前壁13-2、池后壁13-3、池右壁13-4、若干个短程硝化反硝化区搅拌器25、 短程硝化反硝化区曝气管26、若干个短程硝化反硝化区曝气头27和短程硝化反硝化区出 水口14-1组成；所述的短程硝化反硝化区的池体由第二出水堰24的堰板24-1、第二挡板 21-2、第二下部隔板2-2、池前壁13-2、池后壁13-3和池右壁13-4围成，所述的池右壁13-4 由上部池右壁13-4-1、第四档板29-1和下部池右壁13-4-2组成，所述的第四档板29-1悬 空设置在上部池右壁13-4-1和下部池右壁13-4-2之间，且上部池右壁13-4-1、第四档板29-1 和下部池右壁13-4-2的两侧分别固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上；所述的若干个 短程硝化反硝化区搅拌器25均布设置在短程硝化反硝化区14的底部，所述的短程硝化反 硝化区曝气管26设置在短程硝化反硝化区14的底部，所述的若干个短程硝化反硝化区曝 气头27均布设置在短程硝化反硝化区曝气管26上，所述的第四档板29-1的下端与下部池 右壁13-4-2的上端之间的开口作为短程硝化反硝化区出水口14-1；

所述的二级三相分离区28由二级三相分离装置29和第三出水堰32组成；所述的二级 三相分离装置29设置在短程硝化反硝化区出水口14-1处，所述的二级三相分离装置29由 第四档板29-1、第五挡板29-2、第六挡板29-3、池前壁13-2和池后壁13-3围成，第四档 板29-1和第五挡板29-2之间设有二级三相分离装置29的污泥回流缝，所述的二级三相分 离装置29的污泥回流缝同时作为短程硝化反硝化区出水口14-1，第五挡板29-2和第六挡 板29-3之间设有二级三相分离装置29的出水缝30，第四档板29-1和第六挡板29-3之间 设有二级三相分离装置29的气缝31，第四档板29-1和第五挡板29-2之间的夹角为γ，其 中γ为30°~45°第四档板29-1和第六挡板29-3之间的夹角为δ，其中δ为30°~45°第 五挡板29-2的下端与下部池右壁13-4-2的上端固定连接，第五挡板29-2的上端与第三出 水堰32的堰板32-1的下端固定连接，第五挡板29-2的两侧固定连接在池前壁13-2和池后 壁13-3上，第六挡板29-3的上端与上部池右壁13-4-1下端固定连接，第六挡板29-3的两 侧固定连接在池前壁13-2和池后壁13-3上，第六挡板29-3的下端设置在第五挡板29-2和 第三出水堰32的堰板32-1之间，所述的第三出水堰32设置在二级三相分离装置29的出 水缝30处，所述的第三出水堰32由上部池右壁13-4-1、第六挡板29-3、第三出水堰32的 堰板32-1、池前壁13-2和池后壁13-3围成，第三出水堰32的堰板32-1的两侧固定连接在 池前壁13-2和池后壁13-3上，且第三出水堰32的堰板32-1的顶端位置低于上部池右壁 13-4-1的顶端位置；

所述的泵12的入水口设置在第一出水堰10内，泵12的出水口设置在短程硝化反硝化 区14内，第一出水堰10通过泵12与短程硝化反硝化区14连通。

本试验步骤二中所述的活性污泥16为接种污泥驯化而成，所用的接种污泥为哈尔滨工 业大学的降解含酚废水的专用菌种，所述的专用菌种采用发明创造名称：《用于处理煤化 工废水的微生物菌群的筛选方法》，申请（专利）号：CN200910073092.5，发明（设计）人： 方芳，韩洪军，王伟，公开（公告）号：CN101696445A中公开的方法进行筛选得到的； 污泥接种量可以投加好氧池体积的0.2%~1.0%的好氧剩余污泥（含水率80%）；污泥的投 加方式为：在好氧池中充满废水，废水水温为10℃~35℃，pH值为6.5~8.0，人工直接将污 泥投入池中。

采用GB18918-2002《污水综合排放标准》检测本试验出水指标：COD为101.39± 21.05mg/L、BOD₅为15.63±4.21mg/L、挥发酚为5.39±4.59mg/L和总氮为35.48mg/L，符合 GB二级标准，其中COD的去除率为92.60%，挥发酚的的去除率为98.99%，总氮的去除 率为80.26%。